JPH07179555A - ポリウレタン - Google Patents

ポリウレタン

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JPH07179555A
JPH07179555A JP5326864A JP32686493A JPH07179555A JP H07179555 A JPH07179555 A JP H07179555A JP 5326864 A JP5326864 A JP 5326864A JP 32686493 A JP32686493 A JP 32686493A JP H07179555 A JPH07179555 A JP H07179555A
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polyurethane
tan
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竜也 尾下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常温付近の広い温度範囲にわたって優れた制
振特性を発揮し得るポリウレタンを提供する。 【構成】 (1) 側鎖に1個のメチル基を有する特定の脂
肪族グリコール成分を含むポリエステルジオール、(2)
有機ジイソシアナートおよび(3) ビス(ヒドロキシメチ
ル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンを反応さ
せて得られるポリウレタン。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、常温付近の広い温度範
囲で優れた制振特性を示すポリウレタンに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、工業界では環境保護に対する取組
みが活発化しており、なかでも騒音低減対策が重要視さ
れてきている。このような騒音低減対策の一環として、
各種制振材料に注目が集まっている。これら制振材料の
一次評価は、動的粘弾性測定より求められるtanδ
(損失正接)で行うことができる。常温付近においてt
anδが大きいのみならず、広い温度範囲にわたってt
anδが大きい素材は、広範囲の使用環境において優れ
た振動吸収性を発揮し得ることから、適用範囲の広い制
振材料として期待される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ポリウレタン業界にお
いても、上記のような制振特性に優れたポリウレタンの
開発が進められているが、従来のポリウレタンでは、た
とえ大きいtanδを示し得るものであっても、大きい
tanδを保持する温度が狭い範囲に限られている。本
発明の目的は、常温付近においてtanδが大きいのみ
ならず、広い温度範囲にわたって大きいtanδを保持
する、制振特性に優れたポリウレタンを提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、高分子ジオール、有機ジイソシアナートおよび鎖
伸長剤を重合して得られるポリウレタンであって、該高
分子ジオールの少なくとも一部が、下記一般式(I)
【0005】
【化3】
【0006】[式中、mおよびnは、それぞれ1〜6の
整数を表す(ただし、mとnの和は2〜10である)]
【0007】で示される脂肪族グリコール成分を含むグ
リコール成分を有するポリエステルジオールであり、か
つ該鎖伸長剤の少なくとも一部が下記一般式(II)
【0008】
【化4】
【0009】で示されるトリシクロデカンジメタノール
であることを特徴とするポリウレタンを提供することに
より達成される。
【0010】本発明において使用される高分子ジオール
の少なくとも一部は、グリコール成分の少なくとも一部
が上記一般式(I)で示される脂肪族グリコール成分
[以下、グリコール成分(I)ということがある]であ
るポリエステルジオールである。該グリコール成分
(I)は、下記一般式
【0011】
【化5】
【0012】(式中、mおよびnは上記定義のとおりで
ある)
【0013】で示される脂肪族グリコールから誘導され
得る構成単位であり、その例として、3−メチル−1,
5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタン
ジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール等か
ら誘導され得る構成単位が挙げられる。これらのグリコ
ール成分(I)は、必要に応じて2種以上が含まれてい
てもよい。ポリエステルジオールにおけるグリコール成
分の少なくとも一部がグリコール成分(I)であること
に由来して、得られるポリウレタンは常温付近の広い温
度範囲にわたって優れた制振特性を発揮することが可能
となる。この点から、グリコール成分(I)はポリエス
テルジオール中の全グリコール成分の50モル%以上を
占めることが好ましく、より好ましくは70モル%以上
である。上記ポリエステルジオールには、グリコール成
分(I)以外のグリコール成分が共存していてもよく、
その例として、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエ
チル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エ
チル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−1,3
−ヘキサンジオール、3,3−ジメチロールヘプタンな
どから誘導され得る構成単位が挙げられる。上記ポリエ
ステルジオールをグリコール成分とともに構成するジカ
ルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸成分、芳香
族ジカルボン酸成分等が挙げられるが、脂肪族ジカルボ
ン酸成分が好ましい。該脂肪族ジカルボン酸としては、
ポリウレタン製造において一般的に使用し得ることが知
られている飽和脂肪族ジカルボン酸が好ましく、その代
表例として、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、
ドデカン二酸等が挙げられる。また制振特性を低下させ
ない範囲内で、3官能以上のポリオールを併用してもよ
いが、その量は全グリコール成分に対して5モル%以下
が好ましい。上記ポリエステルジオールは、数平均分子
量が500〜10000の範囲内であることが好まし
く、1500〜6000の範囲内であることがより好ま
しい。
【0014】得られるポリウレタンの制振特性が良好と
なる点から、高分子ジオール中の50モル%以上が上記
ポリエステルジオールであることが好ましい。高分子ジ
オールは、上記ポリエステルジオール以外の高分子ジオ
ール(例えば、上記ポリエステルジオール以外のポリエ
ステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエー
テルジオール)を含んでいてもよいが、その量は高分子
ジオール全量の50モル%以下であることが好ましい。
【0015】本発明における鎖伸長剤中の上記一般式
(II)で示されるトリシクロデカンジメタノール[以
下、化合物(II)ということがある]としては、例え
ば、3,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ
[5.2.1.02,6]デカン、3,9−ビス(ヒドロ
キシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ
ン、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ
[5.2.1.02,6]デカンなどの3位または4位が
1個のヒドロキシメチル基で置換され、かつ8位または
9位が1個のヒドロキシメチル基で置換されたトリシク
ロ[5.2.1.02,6]デカンが好ましい。なお化合
物(II)は、それに包含される異性体の混合物であって
もよい。該化合物(II)は、使用される全鎖伸長剤の1
0モル%以上を占めることが好ましく、より好ましくは
30〜100モル%、さらに好ましくは50〜100モ
ル%である。化合物(II)を鎖伸長剤として使用するこ
とにより、得られるポリウレタンの制振特性が良好とな
り、使用する鎖伸長剤における化合物(II)の含有率が
高いほど制振特性が向上する。
【0016】鎖伸長剤は、100モル%が化合物(II)
であってもよいが、さらに他の化合物を含んでいてもよ
い。化合物(II)と共用しうる鎖伸長剤は、イソシアナ
ートと反応し得る水素原子を分子中に2個有する化合物
であればよく、ポリウレタン製造において鎖伸長剤とし
て一般的に使用し得ることが知られている、脂肪族ジオ
ール、脂環族ジオール、芳香環含有ジオール等の低分子
ジオールなどを使用することができる。併用し得る鎖伸
長剤の代表例として、エチレングリコール、1,2−プ
ロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジ
オール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジ
オール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等の脂
肪族ジオール;1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキ
シ)ベンゼン等の芳香環含有ジオール等を挙げることが
できる。これらの中でも、ネオペンチルグリコール、
2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−ブ
チル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−メ
チル−1,5−ペンタンジオール等の分岐を有する脂肪
族ジオール等が好ましい。
【0017】また、有機ジイソシアナートとしては、
4,4'−ジフェニルメタンジイソシアナート、p−フ
ェニレンジイソシアナート、トリレンジイソシアナー
ト、1,5−ナフチレンジイソシアナート、キシリレン
ジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、
イソホロンジイソシアナート、4,4'−ジシクロヘキ
シルメタンジイソシアナートなどの、ポリウレタン製造
において一般的に使用し得ることが知られている有機ジ
イソシアナートが例示される。
【0018】ポリウレタンの製造に当たっては、高分子
ジオールおよび鎖伸長剤が有している活性水素原子の全
量に基づいて、活性水素原子1モル当たり、イソシアナ
ート基が0.9〜1.3モル、好ましくは0.95〜
1.10モルになるような割合で有機ジイソシアナート
を使用するのがよい。
【0019】高分子ジオール、有機ジイソシアナートお
よび鎖伸長剤を重合してポリウレタンを製造する方法に
関しては、溶融重合、溶液重合等の公知のウレタン化反
応の技術を採用することができる。
【0020】本発明のポリウレタンは、N,N−ジメチ
ルホルムアミド溶媒中、濃度0.5g/dl、温度30
℃の条件で測定した溶液粘度に基づく対数粘度が、0.
2〜1.8dl/gの範囲内であることが望ましい。
【0021】重合過程または重合後に、着色剤、難燃
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐加水分解性向上剤、
防黴剤等の各種添加剤;ガラス繊維、ポリエステル繊維
等の各種繊維;タルク、シリカ等の無機物;各種カップ
リング剤等を適宜選択して配合してもよい。
【0022】本発明のポリウレタンは、広い温度範囲に
わたって優れた制振特性を発揮し得ることから、制振材
として、住宅内装材等の住宅関連分野;船舶、自動車等
の輸送機器;電気機器;事務用機器などに使用すること
ができる。
【0023】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例中の対数粘度および制振特性(tan
δ)の測定は、それぞれ以下の方法により行った。
【0024】(1)対数粘度の測定 ポリウレタンの溶液粘度をN,N−ジメチルホルムアミ
ド溶媒中、濃度0.5g/dl、温度30℃の条件で測
定し、この溶液粘度に基づいて対数粘度を決定した。
【0025】(2)制振特性(tanδ) 厚さ0.1mmのフィルムより作製した試験片につい
て、動的粘弾性測定装置[(株)レオロジ社製、DVE
レオスペクトラー]を用い、周波数11Hz、昇温速度
3℃/分で、貯蔵弾性率E'、損失弾性率E”の温度分
散を測定し、tanδ(E”/E')(振動による力学
的ヒステリシス損失に関する量であり、外部からの振動
エネルギーが熱エネルギーに変換する尺度を示す)の温
度分散を得た。tanδの最大値(tanδピーク値)
およびその温度(tanδピーク温度)、ならびにta
nδが0.2以上となる温度範囲の幅(tanδ≧0.
2温度幅)をそれぞれ記録した。tanδピーク値が大
きく、かつtanδピーク温度が常温近傍であるポリウ
レタンは、常温付近の温度において優れた制振性能を示
すことができる。またtanδ≧0.2温度幅の値が大
きいポリウレタンは、広い温度範囲にわたって良好な制
振性能を発揮することができる。
【0026】なお、実施例において使用した化合物を、
下記表1で示す略号により表記する。
【0027】
【表1】
【0028】[実施例1]PMPA(数平均分子量30
00)、TCDDMおよびMDIを、PMPA::TC
DDM:MDIのモル比が1:3.74:4.74とな
るような割合(活性水素原子1モル当たりのイソシアナ
ート基のモル数:1.00;元素分析値に基づく窒素原
子含有率:2.7重量%)で使用して、230℃で溶融
重合した。得られたポリウレタンを、ペレット化した後
に、80℃で20時間除湿乾燥し、220℃で熱プレス
することにより、厚さ0.1mmのフィルムを作製し、
動的粘弾性の測定を行った。
【0029】[実施例2〜4、比較例1〜4]表2に示
す高分子ポリオール、ジイソシアナートおよび鎖伸長剤
を、表2に示す割合(活性水素原子1モル当たりのイソ
シアナート基のモル数:1.00;元素分析値に基づく
窒素含有率:2.7重量%)で用いて、実施例1と同様
に溶融重合、ペレット化することにより、それぞれポリ
ウレタンのペレットを得た。得られたポリウレタンを実
施例1と同様にしてフィルム化し、その評価を行い、表
2に示す結果を得た。
【0030】
【表2】
【0031】上記表2から、本発明のポリウレタンは、
tanδピーク値が高く(例えば1以上)、tanδピ
ーク温度が常温付近(例えば5〜20℃程度)であり、
しかもtanδ≧0.2温度幅の値が大きい(例えば9
0℃以上)ことから、常温付近のみならず、広い温度範
囲にわたって優れた制振特性を発揮し得ることがわかる
(実施例1〜4)。一方、本発明以外のポリウレタンで
は、tanδピーク温度が低いうえにtanδピーク値
およびtanδ≧0.2温度幅の値が小さい(比較例1
および3)か、tanδピーク値およびtanδ≧0.
2温度幅の値が小さい(比較例2)か、tanδピーク
温度が低いうえにtanδ≧0.2温度幅の値が小さい
(比較例4)ことから、常温付近の広い温度範囲にわた
って優れた制振特性を発揮することはできないことがわ
かる。
【0032】
【発明の効果】本発明により、常温付近の広い温度範囲
にわたって優れた制振特性を発揮し得るポリウレタンが
提供される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子ジオール、有機ジイソシアナート
    および鎖伸長剤を重合して得られるポリウレタンであっ
    て、該高分子ジオールの少なくとも一部が、下記一般式
    (I) 【化1】 [式中、mおよびnは、それぞれ1〜6の整数を表す
    (ただし、mとnの和は2〜10である)]で示される
    脂肪族グリコール成分を含むグリコール成分を有するポ
    リエステルジオールであり、かつ該鎖伸長剤の少なくと
    も一部が下記一般式(II) 【化2】 で示されるトリシクロデカンジメタノールであることを
    特徴とするポリウレタン。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011241314A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Toyobo Co Ltd 脂肪族ポリエステルポリウレタン
US20170022143A1 (en) * 2014-03-31 2017-01-26 Kuraray Co., Ltd. Highly durable polyester polyol
JPWO2016021279A1 (ja) * 2014-08-05 2017-04-27 昭和電工株式会社 金属箔と樹脂フィルムのラミネート用接着剤、該組成物を用いた積層体、電池外装用包装材および電池ケース

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US9902683B2 (en) * 2014-03-31 2018-02-27 Kuraray Co., Ltd. Highly durable polyester polyol
JPWO2016021279A1 (ja) * 2014-08-05 2017-04-27 昭和電工株式会社 金属箔と樹脂フィルムのラミネート用接着剤、該組成物を用いた積層体、電池外装用包装材および電池ケース

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